CN114576551A - 一种气瓶充装过程安全检测方法及系统 - Google Patents

一种气瓶充装过程安全检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气瓶充装过程安全检测方法及系统，方法包括步骤：S1、获取加氢车辆气瓶信息；S2、获取气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量‑气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量‑气瓶温度标况变化曲线；S3、根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正；S4、基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正；S5、根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。本发明可提高气瓶充装过程中安全检测结果的可靠性。

Description

一种气瓶充装过程安全检测方法及系统
技术领域
本发明属于气瓶充装检测技术领域，具体涉及一种气瓶充装过程安全检测方法及系统。
背景技术
氢能以高能效、来源广、可再生、燃烧产物零污染等优点，被国际公认为未来的绿色能源，近年来，包括美、日、中、韩、欧盟在内的许多国家和地区都在大力开发氢能汽车，积极建造加氢站和相关氢能基础实施，以氢为动力己成为新能源领域的重要应用方向，氢气通过加氢站加氢机对燃料电池汽车进行加注，并以高压形式储存在车载氢气瓶中，因此对于气瓶充装过程中的安全检测则显得尤为重要。
现阶段在加氢过程中的安全检测，主要通过获取充装过程中气瓶充放尺寸变化量与预设尺寸变化量的偏差量与安全偏差量对比判断气瓶是否为异常状态，但是充装过程中气瓶充放尺寸变化量较为微小，且需要增设车载气瓶安装尺寸检测装置，应用难度较大。此外预设尺寸变化量是基于标准状况下设定的，而实际充装过程中一些因素会发生相应改变，从而导致最终的安全检测结果可靠性不高。
因此，亟需一种新的气瓶充装过程安全检测方法，以提高安全检测结果的可靠性。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种气瓶充装过程安全检测方法及系统，可提高加氢过程中安全检测结果的可靠性，进而提高气瓶充装过程的安全性。
本发明采用以下技术方案：
一种气瓶充装过程安全检测方法，包括步骤：
S1、获取加氢车辆气瓶信息；
S2、获取气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线；
S3、根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正；
S4、基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正；
S5、根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。
作为优选方案，所述气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线均按照总加注质量值，均分为n个质量点；
气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线第i个质量点位处相应的气瓶压力Pi的计算公式为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，m1表示加注前气瓶内气体质量，Rg表示氢气气体常数，T1表示加注前气瓶内气体温度，V表示气瓶容积，Cp表示氢气等压比热容，T0表示标准加注温度，Cv表示氢气等容比热容，mi表示标况变化曲线第i个质量点位处的气瓶内气体质量；
气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线第i个质量点位处相应的气瓶温度Ti的计算公式为：
Figure 450680DEST_PATH_IMAGE002
。
作为优选方案，步骤S4中，第二次修正后气瓶实际压力计算公式如下：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
，
其中，
Figure 39924DEST_PATH_IMAGE004
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第二次修正后的气瓶实际压力，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第一次修正后的气瓶实际压力，mx-1＜加注前气瓶内气体质量＜mx，mx表示标况变化曲线第x个质量点位处的气瓶内气体质量，mx-1表示标况变化曲线第x-1个质量点位处的气瓶内气体质量，mstep表示标况变化曲线相邻两质量点之间所需加注的氢气质量，Treal表示气瓶实际加注过程中的实际加注温度。
作为优选方案，实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第一次修正后气瓶实际压力计算公式如下：
Figure 226186DEST_PATH_IMAGE006
，
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时的气瓶实际压力，
Figure 293499DEST_PATH_IMAGE008
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时的气瓶实际温度，Ti表示标况变化曲线第i个质量点位处的气瓶温度。
作为优选方案，步骤S1中，包括步骤：摄像头识别车辆车牌信息，根据车牌信息从数据库中获取该车辆对应的气瓶信息。
作为优选方案，步骤S1与步骤S2之间还包括步骤：根据气瓶信息判断气瓶是否符合加注规范标准，若符合则执行步骤S2，若不符合则由加氢工作人员选择结束加氢或继续加氢。
作为优选方案，在完成对加氢车辆各气瓶的加注后，分别生成加氢车辆各气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，并进行存储；
在对气瓶进行实际加注前，根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整。
作为优选方案，所述根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整，具体包括以下步骤：
A、选取该加氢车辆其中一气瓶，并提取该气瓶历史存储的所有实况变化曲线；
B、在相同气瓶内气体质量的基础上，获取该气瓶所有实况变化曲线之间修正后气瓶实际压力的最大偏差值，作为该气瓶对应的最大偏差值；
C、重复步骤A-B，以获取该加氢车辆所有气瓶各自对应的最大偏差值；
D、根据该加氢车辆所有气瓶各自对应的最大偏差值，计算得到该加氢车辆的最大偏差平均值；
E、根据该加氢车辆的最大偏差平均值，计算得到加氢机加注速率的调整系数；
F、根据调整系数，以对加氢机加注速率进行调整。
相应地，还提供了一种气瓶充装过程安全检测系统，基于上述的一种气瓶充装过程安全检测方法，包括气瓶信息获取模块、标况变化曲线获取模块、第一修正模块、第二修正模块、判断模块、气瓶加注信息获取模块；
气瓶信息获取模块、标况变化曲线获取模块、第一修正模块、第二修正模块、判断模块依次连接，标况变化曲线获取模块还与判断模块连接，第一修正模块还与气瓶加注信息获取模块连接；
气瓶加注信息获取模块，用于获取气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量、气瓶实际压力、气瓶实际温度、实际加注温度；
气瓶信息获取模块，用于获取加氢车辆气瓶信息；
标况变化曲线获取模块，用于获取气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线；
第一修正模块，用于根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正；
第二修正模块，基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正；
判断模块，根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。
作为优选方案，系统还包括相连的存储模块、加氢速率调整模块，存储模块还分别与气瓶加注信息获取模块、第二修正模块连接；
存储模块，用于存储加氢车辆各气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线；
加氢速率调整模块，根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整。
本发明的有益效果是：
首先根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正，进一步，基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正，最后根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。可知本发明对实际加注过程中的气瓶实际压力进行了两次校正，并根据校正后的气瓶实际压力判断加注过程是否安全，可提高加氢过程中安全检测结果的可靠性，进而提高气瓶充装过程的安全性。
通过摄像头识别车辆车牌信息，自动从数据库中获取车辆对应的气瓶信息，还根据气瓶信息判断气瓶是否符合加注规范标准。进一步提高了气瓶充装过程的安全性。
在对气瓶进行实际加注前，根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整。即本发明还可根据加氢车辆各气瓶历史加注过程的曲线变化情况，对氢机加注速率进行相应调整，再进一步提高了气瓶充装过程的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述一种气瓶充装过程安全检测方法的流程图；
图2是本发明所述加注开始前安全检测方法的流程图；
图3是本发明所述加注过程中安全检测方法的流程图；
图4是本发明所述一种气瓶充装过程安全检测系统的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一：
参照图1所示，本实施例提供了一种气瓶充装过程安全检测方法，包括步骤：
S1、获取加氢车辆气瓶信息；
S2、获取气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线；
S3、根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正；
S4、基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正；
S5、根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。
首先根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正，进一步，基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正，最后根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。
可知本发明对实际加注过程中的气瓶实际压力进行了两次校正，并根据校正后的气瓶实际压力判断加注过程是否安全，可提高加氢过程中安全检测结果的可靠性，进而提高气瓶充装过程的安全性。
具体的：
1、对于气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线的计算过程如下：
标况加注过程中的标准状态为：
标准加注速率qg，标准加注温度T0，最终加注温度TFin，最终加注压力PFin
将加注过程，在标准状态下，按照总加注质量值，均分为n个，n的取值范围在400～1000，横轴为气瓶内气体质量，纵轴为此时气瓶压力或气瓶温度，以形成两标况变化曲线，并计算各点的气瓶压力Pi、气瓶温度Ti。
标况变化曲线的计算方法如下：
对于车载气瓶系统，气瓶容积为V，气体质量流速qg，氢气等容比热容cv，氢气等压比热容cp，氢气气体常数Rg=4.157J/gK，氢气摩尔质量M=2g/mol。
气体标准加注压力、温度、比焓分别为P0、T0、h0，加注前气瓶内气体压力、温度、质量为P1、T1、m1；加注后气瓶内气体压力、温度、质量为P2、T2、m2。
加注过程内能增加为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
（1）
加注过程能量增加为：
Figure 779975DEST_PATH_IMAGE010
（2）
根据能量守恒定律得：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
（3）
将式（1）及式（2）代入式（3），即有：
Figure 6033DEST_PATH_IMAGE012
（4）
在定容条件下：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 210749DEST_PATH_IMAGE014
（5）
Figure DEST_PATH_IMAGE015
（6）
将式（5）及式（6）代入式（4），即有：
Figure 81753DEST_PATH_IMAGE016
（7）
又由于
Figure DEST_PATH_IMAGE017
加注气体质量
Figure 298102DEST_PATH_IMAGE018
可得：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
（8）
Figure 204048DEST_PATH_IMAGE020
（9）
在标准工况下加注压力从0MPa至PFin需要氢气质量为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
（10）
对于n个点位，两个点位间的加注氢气质量为：
Figure 790668DEST_PATH_IMAGE022
（11）
第i个质量点位处的气瓶内气体质量mi为：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
（12）
将式（12）代入式（8）、（9），可得标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线第i个质量点位处相应的气瓶压力Pi、气瓶温度Ti为：
Figure 885270DEST_PATH_IMAGE024
（13）
Figure DEST_PATH_IMAGE025
（14）
根据式（13）、（14）即可得所述标况变化曲线。
2、对于气瓶实际加注过程中气瓶实际压力的修正计算过程如下：
计算加注前气瓶内气体质量m1，当气瓶内气体质量达到标况变化曲线横轴第i个点位质量时，计算此时气瓶实际压力修正后的压力值，与标况变化曲线第i个点位纵轴气瓶压力值对比。具体方法为：
计算加注前气瓶内气体质量m1：
Figure 769175DEST_PATH_IMAGE026
（15）
mx-1＜m1＜mx，mx表示标况变化曲线第x个质量点位处的气瓶内气体质量，mx-1表示标况变化曲线第x-1个质量点位处的气瓶内气体质量，x为加注数据修正值计算初始点位，P1表示加注前气瓶气压，T1表示加注前气瓶温度。
从质量m1开始加注，当到达第x个质量点位处，获取此时气瓶实际压力
Figure DEST_PATH_IMAGE027
、气瓶实际温度
Figure 885771DEST_PATH_IMAGE028
。从标况变化曲线可以获得此点位处的气瓶温度为Tx，对该气瓶实际压力
Figure 268342DEST_PATH_IMAGE027
进行修正，以得到修正后气瓶实际压力
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，修正的计算公式为：
Figure 949990DEST_PATH_IMAGE030
（16）
需要说明的是，对于实际加注过程中到达的第一个点位（即上述第x个质量点），本实施例中仅对其进行一次修正，且判断该点位加注是否安全，根据该经过一次修正后的气瓶实际压力进行判断即可。
当加注了
Figure DEST_PATH_IMAGE031
质量、
Figure 531144DEST_PATH_IMAGE032
温度的氢气后，到达第i个点位质量时。
读取标况变化曲线第i个质量点位处的气瓶温度、气瓶压力Ti、Pi。
在与标况变化曲线第i个质量点位处同样的质量下，实际加注过程的气瓶实际压力为
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，气瓶实际温度为
Figure 538415DEST_PATH_IMAGE034
。
首先对上述实际情况下的气瓶实际压力为
Figure 470599DEST_PATH_IMAGE033
进行第一次修正（根据气瓶实际温度为
Figure 18255DEST_PATH_IMAGE034
和标况变化曲线气瓶温度Ti进行修正），以得到实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第一次修正后气瓶实际压力
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，计算公式为：
Figure 654248DEST_PATH_IMAGE036
（17）
进一步，进行第二次修正（根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度）：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
（18）
公式（18）为实际加注温度为Treal时，从点位x状态
Figure 363578DEST_PATH_IMAGE038
至点位i状态
Figure DEST_PATH_IMAGE039
时的能量变化公式
Figure 986320DEST_PATH_IMAGE040
（19）
公式（19）为标准加注温度T0（标况下）时，从点位x状态
Figure 337667DEST_PATH_IMAGE038
至点位i状态
Figure DEST_PATH_IMAGE041
时的能量变化公式
通过上述公式（18）、（19）相减，可得
Figure 362255DEST_PATH_IMAGE042
（20）
Figure 773645DEST_PATH_IMAGE004
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第二次修正后的气瓶实际压力。
将公式（11）、（17）带入公式（20），可得
Figure DEST_PATH_IMAGE043
（21）
最终结果：
式（21）中
Figure 883683DEST_PATH_IMAGE004
和标况变化曲线第i个质量点位处的气瓶压力数据Pi的偏差即为在加注过程中第i个质量点位气瓶实际压力和标准气瓶压力之间的偏差量。进一步，根据该偏差量判断实际加注过程是否安全即可。
以下对整个气瓶充装过程中的安全检测流程进行更详细的解释：
整个安全检测流程，基于建立的车辆数据库、车辆内存数据库、气瓶数据库、气瓶内存数据库、标况变化曲线数据库、历史实况变化曲线数据库、实况变化曲线内存数据库、气瓶压力偏差值计算内存数据库。
其中，车辆数据库包括：车辆编号（主码）、车牌信息、检验日期、登记证号、车辆里程、车辆所挂账户余额、气瓶编号、气瓶1~气瓶n编号、最大偏差平均值。具体见表1所示。
其中，气瓶数据库包括：气瓶编号（主码）、气瓶型号、检验日期、登记证号、温度限制、压力限制、充装次数、标况变化曲线编号、标况变化曲线质量点位数量、历史实况变化曲线1编号、历史实况变化曲线1初始质量点位编号（初始质量点位即上述的第x个点位）、历史实况变化曲线1质量点位数量、历史实况变化曲线2编号、历史实况变化曲线2初始质量点位编号、历史实况变化曲线2质量点位数量、…、历史实况变化曲线9编号、历史实况变化曲线9初始质量点位编号、历史实况变化曲线9质量点位数量、历史实况变化曲线10编号、历史实况变化曲线10初始质量点位编号、历史实况变化曲线10质量点位数量、最大偏差值、偏差值方差、总终止加注次数数据；质量点位数量一般可在400～1000范围内取值，数据越大计算精度越高，具体见表2所示。
其中，标况变化曲线数据库包括：标况变化曲线编号（主码）、质量点位编号（主码）、气瓶压力。气瓶温度。具体见表3所示。
其中，历史实况变化曲线数据库包括：历史实况变化曲线编号（主码）、质量点位编号（主码）、导入时间、数据有效性、历史点位气瓶压力、历史点位气瓶温度、历史点位质量流量、历史点位加注温度、历史点位修正压力。具体见表4所示。
其中，实况变化曲线内存数据库包括：实况变化曲线编号（主码）、质量点位编号（主码）、数据有效性、气瓶实际压力、气瓶实际温度、实际质量流量、实际加注温度、气瓶修正压力。具体见表5所示。
其中，气瓶压力偏差值计算内存数据库包括：气瓶编号（主码）、质量点位编号（主码）、该点位各曲线修正压力最大偏差值。具体见表6所示。
上述车辆内存数据库、气瓶内存数据库的形式分别与车辆数据库、气瓶数据库形式一致，因此未进行表格形式展现，内存数据库用于作为中间过程存储数据库，以提升系统整体性能。
Figure 773142DEST_PATH_IMAGE044
表1 车辆数据库
Figure DEST_PATH_IMAGE045
表2 气瓶数据库
Figure 920745DEST_PATH_IMAGE046
表3 标况变化曲线数据库
Figure DEST_PATH_IMAGE047
表4 历史实况变化曲线数据库
Figure 971877DEST_PATH_IMAGE048
表5 实况变化曲线内存数据库
Figure DEST_PATH_IMAGE049
表6 气瓶压力偏差值计算内存数据库
一、加注前气瓶质量检验过程：
参照图2所示，站内摄像头获取加氢车辆信息，通过站控通讯接口将数据发送至控制器，以车辆牌照为识别码，从控制器存储器读取车辆数据库中的“序号3、6、8、9.1-9.n：车辆型号、登记证号、车载气瓶数量、气瓶编号”等信息。并在车辆内存数据库中输入更新“序号4：车辆里程”，通过网络从政府相关监管单位获取检验日期等信息，若无法获取，可以导出表格，以人工方式填表，并通过站控通讯接口，导入控制器主内存车辆内存数据库中“序号5：检验日期”。
以车辆内存数据库9.1~9.n中的气瓶编号为识别码，读取存储器中气瓶数据库对应编号的气瓶数据，包括“序号2、3、4、5、6、7、42：气瓶型号、检验日期、登记证书、温度限制、压力限制、充装次数、总终止加注次数数据”等数据。
需要说明的是，为了简化加注前安全检测流程，这里可以直接根据存储器中气瓶数据库对应编号的气瓶数据判断是否符合加注规范标准，若符合则允许加氢，若不符合则由加氢工作人员选择结束加氢或继续加氢。
当然也可以采用以下方案，更进一步的保证加注前安全检测的可靠性：
当加氢车辆停下，准备氢气加注前，现场加氢操作员使用手持式POS机对车载气瓶二维码进行扫描，获取各气瓶的编号信息。
根据POS机扫描获得的气瓶编码信息，将其与主内存中的车辆内存数据库各气瓶编号对比，若结果无误，则将POS机扫描获得的各项信息，根据气瓶编号更新至对应的气瓶内存数据库中。若发现气瓶编号无法一一对应，控制器通过人机界面接口向加氢操作员发出报警信息，由加氢操作员现场核验，若通过核验，则将POS机扫描获得新气瓶编号以及对应信息更新至气瓶内存数据库中；其中检验日期等信息通过网络从政府相关监管单位获取，若无法获取，可以导出表格，以人工方式填表，并通过站控通讯接口，导入控制器气瓶数据库中“序号3：检验日期”。
完成上述所有确认后，控制器将通过加氢控制器接口向加氢机发出授权加氢指令。
控制器在向加氢机发出授权加氢指令的同时，通过加氢控制器接口向加氢机发送车辆内存数据库中的“序号3、7：车辆型号、车辆所挂账户余额”等信息，并根据其自动完成加氢机加注最大压力设定、枪型选择、结算方式选择，辅助加氢操作员完成加氢前的各项参数设定工作。
二、加注过程压力曲线分析：
加氢站启动加氢后，实况变化曲线内存数据库按照标况变化曲线数据库中各质量点位的质量值，收集并存储实际加注过程中特定质量值时的气瓶实际压力、气瓶实际温度、实际质量流量、实际加注温度、气瓶修正压力等数据，存储进实况变化曲线内存数据库（数据表中有数据的数据有效性值为1，否则为0）。当启动加氢时，气瓶初始实际质量处于第x-1个与第x个点位之间，则该曲线从点位编号x处开始存储并计算（0<x<n，n为质量点位数）。
在实况变化曲线内存数据库输入现场实际数据的同时，控制器同时调用存储器中的标况变化曲线数据库中“序号2、3、4：质量点位编号（主码）、气瓶压力、气瓶温度”等数据。
参照图3所示，随着实际氢气加注过程，控制器将依次从实况变化曲线内存数据库选取有效数据（数据有效性值为1的数据），并读取气瓶实际压力、气瓶实际温度、实际质量流量、实际加注温度的数据用于计算获得气瓶修正压力（即上文提到的经过二次修正后的气瓶实际压力）。控制器同时读取在标况变化曲线数据库与实况变化曲线内存数据库中质量点位编号相同的气瓶压力以及气瓶修正压力数据，对上述两项进行比较，计算得到偏差值。
若通过分析发现偏差大于报警值但小于停机值，则立即通过人机界面接口向加氢操作员发出报警信号；若通过分析发现偏差大于停机值，则立即通过加氢控制器接口发出停机信号，同时通过人机界面接口向加氢操作员发出报警、停机信号。
若出现停机的情况，控制器将对气瓶内存数据库中“序号42：总终止加注次数数据”对应值进行“+1”操作，并将其更新至气瓶数据库中，同时将其余内存数据中的信息清除。
若整个加注过程发生报警但未停机的情况，则在完成后将所有内存数据库中的数据清除，并不更新至各类数据库中。
若整个加注过程并未发生报警等情况，则顺利完成整个加注流程，在加氢操作员确认加注结束后，将相关信息通过加氢控制器接口传输至控制器。控制器将上述车辆内存数据库、气瓶内存数据库中相关内容依次输入车辆数据库、气瓶数据库进行更新，将实况变化曲线内存数据库中相关内容输入历史实况变化曲线数据库，用于替换相关数据。
其中，上述历史实况变化曲线数据库每一气瓶按时间保留有10次实际加注相关数据（近一季度2次、近一月3次、近一周4次、最近1次，可调整），同时失效数据此时清除。
三、加注结束气瓶数据分析：
加注完成后，控制器将逐一进行气瓶压力偏差值计算。
控制器首先将读取气瓶内存数据库中的气瓶编号信息，并从历史实况变化曲线数据库中读取该气瓶编号所有加注数据。从读取的所有加注数据中，选择相同的质量点位编号时的各曲线的历史点位修正压力，选取压力偏差最大的两个修正压力值进行相减，获得值A（数据有效性为0的数据跳过）。
重复上述步骤，遍历所有质量点位编号（0~n），获得值A0~An，从上述n个A值中选取最大值，作为该编号气瓶的最大偏差值。根据上述n个A值计算得到该编号气瓶偏差值方差。
重复上述所有步骤，遍历车辆内存数据库中的所有气瓶编号，获得不同气瓶对应的最大偏差值以及偏差值方差，将其更新至对应的气瓶编号的气瓶内存数据库中。
同时控制器根据气瓶编号，在气瓶内存数据库中调用对应气瓶的“序号40：最大偏差值”，将车辆内存数据库中包含的所有气瓶编码均进行调用，对获得的所有最大偏差值进行平均，获得最大偏差平均值，并输入车辆内存数据库的“序号10：最大偏差平均值”中。
完成数据导入后，控制器将清除所有主内存中内存数据库中的数据。
当控制器在氢气加注过程中发现气瓶所在车辆的最大偏差平均值达到0.6MPa的，对于该车辆进行加注时，通过人机界面接口向操作员建议加氢机加注速率系数为0.9，确认后执行；对气瓶所在车辆的最大偏差平均值达到1MPa的，对于该车辆进行加注时，通过人机界面接口向操作员建议加氢机加注速率系数为0.8，确认后执行。该数值用于建议加氢站管理人员进行加注速率调整，以确保加注安全，加氢站管理员可以合理利用该控制器，实现对加氢机加注速率系数进行管理，需要说明的是，系统也可自动根据所述建议加氢机加注速率系数直接对加氢机加注速率进行调整。
实施例二：
参照图4所示，本实施例提供一种气瓶充装过程安全检测系统，基于实施例一所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，包括气瓶信息获取模块、标况变化曲线获取模块、第一修正模块、第二修正模块、判断模块、气瓶加注信息获取模块；
气瓶信息获取模块、标况变化曲线获取模块、第一修正模块、第二修正模块、判断模块依次连接，标况变化曲线获取模块还与判断模块连接，第一修正模块还与气瓶加注信息获取模块连接；
气瓶加注信息获取模块，用于获取气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量、气瓶实际压力、气瓶实际温度、实际加注温度；
气瓶信息获取模块，用于获取加氢车辆气瓶信息；
标况变化曲线获取模块，用于获取气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线；
第一修正模块，用于根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正；
第二修正模块，基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正；
判断模块，根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。
具体的：
系统还包括相连的存储模块、加氢速率调整模块，存储模块还分别与气瓶加注信息获取模块、第二修正模块连接；
存储模块，用于存储加氢车辆各气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线；
加氢速率调整模块，根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整，
需要说明的是，本实施例提供的一种气瓶充装过程安全检测系统，与实施例一类似，在此不多做赘述。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，包括步骤：
S1、获取加氢车辆气瓶信息；
S2、获取气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线；
S3、根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正；
S4、基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正；
S5、根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。
2.根据权利要求1所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，所述气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线均按照总加注质量值，均分为n个质量点；
气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线第i个质量点位处相应的气瓶压力Pi的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，m1表示加注前气瓶内气体质量，Rg表示氢气气体常数，T1表示加注前气瓶内气体温度，V表示气瓶容积，Cp表示氢气等压比热容，T0表示标准加注温度，Cv表示氢气等容比热容，mi表示标况变化曲线第i个质量点位处的气瓶内气体质量；
气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线第i个质量点位处相应的气瓶温度Ti的计算公式为：
Figure 6848DEST_PATH_IMAGE002
。
3.根据权利要求2所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，步骤S4中，第二次修正后气瓶实际压力计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，
其中，
Figure 861671DEST_PATH_IMAGE004
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第二次修正后的气瓶实际压力，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第一次修正后的气瓶实际压力，mx-1＜加注前气瓶内气体质量＜mx，mx表示标况变化曲线第x个质量点位处的气瓶内气体质量，mx-1表示标况变化曲线第x-1个质量点位处的气瓶内气体质量，mstep表示标况变化曲线相邻两质量点之间所需加注的氢气质量，Treal表示气瓶实际加注过程中的实际加注温度。
4.根据权利要求3所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时经过第一次修正后气瓶实际压力计算公式如下：
Figure 844671DEST_PATH_IMAGE006
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时的气瓶实际压力，
Figure 909054DEST_PATH_IMAGE008
表示实际加注过程中气瓶内气体质量达到标况变化曲线第i个质量点位处质量时的气瓶实际温度，Ti表示标况变化曲线第i个质量点位处的气瓶温度。
5.根据权利要求1所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，步骤S1中，包括步骤：摄像头识别车辆车牌信息，根据车牌信息从数据库中获取该车辆对应的气瓶信息。
6.根据权利要求5所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，步骤S1与步骤S2之间还包括步骤：根据气瓶信息判断气瓶是否符合加注规范标准，若符合则执行步骤S2，若不符合则由加氢工作人员选择结束加氢或继续加氢。
7.根据权利要求1所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，在完成对加氢车辆各气瓶的加注后，分别生成加氢车辆各气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，并进行存储；
在对气瓶进行实际加注前，根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整。
8.根据权利要求7所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，所述根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整，具体包括以下步骤：
A、选取该加氢车辆其中一气瓶，并提取该气瓶历史存储的所有实况变化曲线；
B、在相同气瓶内气体质量的基础上，获取该气瓶所有实况变化曲线之间修正后气瓶实际压力的最大偏差值，作为该气瓶对应的最大偏差值；
C、重复步骤A-B，以获取该加氢车辆所有气瓶各自对应的最大偏差值；
D、根据该加氢车辆所有气瓶各自对应的最大偏差值，计算得到该加氢车辆的最大偏差平均值；
E、根据该加氢车辆的最大偏差平均值，计算得到加氢机加注速率的调整系数；
F、根据调整系数，以对加氢机加注速率进行调整。
9.一种气瓶充装过程安全检测系统，基于权利要求1-8任一项所述的一种气瓶充装过程安全检测方法，其特征在于，包括气瓶信息获取模块、标况变化曲线获取模块、第一修正模块、第二修正模块、判断模块、气瓶加注信息获取模块；
气瓶信息获取模块、标况变化曲线获取模块、第一修正模块、第二修正模块、判断模块依次连接，标况变化曲线获取模块还与判断模块连接，第一修正模块还与气瓶加注信息获取模块连接；
气瓶加注信息获取模块，用于获取气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量、气瓶实际压力、气瓶实际温度、实际加注温度；
气瓶信息获取模块，用于获取加氢车辆气瓶信息；
标况变化曲线获取模块，用于获取气瓶相应的标况加注过程中气瓶内气体质量-气瓶压力标况变化曲线、气瓶内气体质量-气瓶温度标况变化曲线；
第一修正模块，用于根据气瓶实际加注过程中气瓶实际温度、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶温度，对气瓶实际压力进行第一次修正；
第二修正模块，基于第一次修正后气瓶实际压力，根据气瓶实际加注过程中的实际加注温度、标况加注过程中的标准加注温度，对气瓶实际压力进行第二次修正；
判断模块，根据第二次修正后气瓶实际压力、标况变化曲线相应气瓶内气体质量位置处的气瓶压力，判断实际加注过程是否安全。
10.根据权利要求9所述的一种气瓶充装过程安全检测系统，其特征在于，系统还包括相连的存储模块、加氢速率调整模块，存储模块还分别与气瓶加注信息获取模块、第二修正模块连接；
存储模块，用于存储加氢车辆各气瓶实际加注过程中气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线；
加氢速率调整模块，根据加氢车辆各气瓶历史存储的所有气瓶内气体质量-修正后气瓶实际压力实况变化曲线，以对加氢机加注速率进行相应调整。
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